CN106712273B - 一种基于磁保持继电器的多裕度冗余控制供配电电路 - Google Patents

Abstract

一种基于磁保持继电器的多裕度冗余控制供配电电路，通过磁保持电继电器KP1、KP2、KZ1、KZ2、KZ3、KZ4的双刀触点，使用KP1、KP2继电器触点并联冗余输出的模式，实现稳定可靠的地面供电控制功能；使用KZ1～KZ4继电器触电并串联冗余输出的模式，实现稳定可靠的飞行母线供电。本发明在以往仅能够吸收一度故障模式的基础上，可以进一步吸收全部二度故障模式，并可在一定工况下实现多裕度冗余控制功能，使运载火箭和上面级的供配电控制逻辑与电路具备更高的可靠性、安全性。

Description

一种基于磁保持继电器的多裕度冗余控制供配电电路

技术领域

本发明涉及一种供配电电路。

背景技术

为了保证运载火箭地面测试、发射及飞行控制过程中，各单机设备、分系统的用电控制逻辑可靠，可以在系统出现非预期故障时仍能保证供配电功能正常，不影响单机及分系统的用电安全，供配电系统的可靠性和冗余设计是非常必要的。

传统的冗余设计中，通常在一定的控制逻辑资源下进行并联、串联、并串联或串并联等基础冗余模式，可以吸收系统的一度故障模式。但对于上面级系统，随着其工作时间的延长，系统稳定工作的故障率也会随之升高。传统的仅可以吸收一度故障模式的供配电电路，在工程上，已无法满足上面级控制系统的使用要求；而由于上面级控制系统的空间、重量限制，通过额外增加传统的冗余控制电路形式提供多度冗余控制能力也是不现实的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于磁保持继电器的多裕度冗余控制供配电电路，在使用与传统冗余控制方式相同的元器件数量条件下，通过控制逻辑的改变，使其可以实现吸收二度故障模式的能力，并具备在飞行控制时发生部分多度故障模式下，仍可保持系统稳定工作正常，满足上面级控制系统的使用要求。

本发明所采用的技术方案是：一种基于磁保持继电器的多裕度冗余控制供配电电路，包括双刀磁保持继电器KP1、双刀磁保持继电器KP2、双刀磁保持继电器KZ1、双刀磁保持继电器KZ2、双刀磁保持继电器KZ3、双刀磁保持继电器KZ4；双刀磁保持继电器KP1的一组常开触点与双刀磁保持继电器KP2的一组常开触点并联后，一端与地面供电相连，另一端与仪器供电I相连；双刀磁保持继电器KP1的另一组常开触点与双刀磁保持继电器KP2的另一组常开触点并联后，一端与地面供电相连，另一端与仪器供电II相连；双刀磁保持继电器KZ1的一组常开触点与双刀磁保持继电器KZ3的一组常开触点并联，双刀磁保持继电器KZ2的一组常开触点与双刀磁保持继电器KZ4的一组常开触点并联，两个并联电路串联后形成第一组并串联电路；第一组并串联电路的一端与仪器供电I相连，另一端与飞行供电连接；双刀磁保持继电器KZ1的另一组常开触点与双刀磁保持继电器KZ2的另一组常开触点并联，双刀磁保持继电器KZ3的另一组常开触点与双刀磁保持继电器KZ4的另一组常开触点并联，两个并联电路串联后形成第二组并串联电路；第二组并串联电路的一端仪器供电II相连，另一端与飞行供电连接。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明相比传统的并串联、串并联冗余控制电路，可在元器件数量保持相同的条件下，通过控制逻辑的调整，吸收二度以上的故障模式；

(2)本发明通过磁保持继电器的应用，通过控制逻辑的设置，使地面供电控制电路与飞行供电电路实现了冗余备保，使其具备在飞行控制时发生部分多度故障模式下，仍可保持系统稳定工作正常；不需额外引出测试用接点，仅通过控制逻辑调整，即可实现所有冗余控制通路的测试要求。

(3)本发明进一步提高基于磁保持继电器供配电系统的设计可靠性与安全性，通过大量地面试验验证考核，有效提高了供配电系统的冗余度，进而提高了全系统的工作可靠性，并在运载火箭和上面级中得到应用，达到了预期目标，实施效果良好。

附图说明

图1为多裕度冗余控制供配电控制电路；

图2为二度故障下飞行供电工作电路原理；

图3为多度故障下飞行供电工作电路原理。

具体实施方式

如图1所示，一种基于磁保持继电器的多裕度冗余控制供配电电路，包括双刀磁保持继电器KP1、双刀磁保持继电器KP2、双刀磁保持继电器KZ1、双刀磁保持继电器KZ2、双刀磁保持继电器KZ3、双刀磁保持继电器KZ4；

双刀磁保持继电器KP1的一组常开触点与双刀磁保持继电器KP2的一组常开触点并联后，一端与地面供电相连，另一端与仪器供电I相连；双刀磁保持继电器KP1的另一组常开触点与双刀磁保持继电器KP2的另一组常开触点并联后，一端与地面供电相连，另一端与仪器供电II相连；

双刀磁保持继电器KZ1的一组常开触点与双刀磁保持继电器KZ3的一组常开触点并联，双刀磁保持继电器KZ2的一组常开触点与双刀磁保持继电器KZ4的一组常开触点并联，两个并联电路串联后形成第一组并串联电路；第一组并串联电路的一端与仪器供电I相连，另一端与飞行供电连接；

双刀磁保持继电器KZ1的另一组常开触点与双刀磁保持继电器KZ2的另一组常开触点并联，双刀磁保持继电器KZ3的另一组常开触点与双刀磁保持继电器KZ4的另一组常开触点并联，两个并联电路串联后形成第二组并串联电路；第二组并串联电路的一端仪器供电II相连，另一端与飞行供电连接。

电路可提供2路形式相同的地面供电控制电路，每一组电路均采用了KP1、KP2磁保持继电器的各自一组常开触点，以并联冗余方式连接，控制一路信号电路的地面供电控制输出；本电路形式提供2路飞行供电控制电路，电路形式近似，每一组电路均采用KZ1～KZ4的各自一组继电器常开触点分别以并串联方式连接；其中一路飞行供电为KZ1与KZ3的触点并联、KZ2与KZ4的触点并联，并联后的电路再进行串联连接后输出，控制一路信号电路的飞行供电转电输出；另外一路飞行供电为KZ1与KZ2的触点并联、KZ3与KZ4的触点并联，并联后的电路再进行串联连接后输出，控制一路信号电路的飞行供电转电输出；

工作原理：

地面供电控制阶段，接通“地面供电”，使KP1、KP2继电器触点吸合，将“地面供电”通过KP1、KP2的2组独立并联继电器触点分别传送给“仪器供电I”、“仪器供电II”；转电控制时，接通“飞行供电母线”，KZ1～KZ4继电器触点吸合，将“飞行供电母线”通过KZ1～KZ4的2组独立并串联继电器触点分别送给“仪器供电1”、“仪器供电2”，KZ1～KZ4动作完成后断开“地面供电”，完成转电控制，实现飞行供电状态。

二度故障下电路的故障吸收及工作原理：如图2所示：根据电路原理，存在多种组合的二度故障模式，图中展示了最严酷的二度故障模式如图2所示为例，当KZ1、KZ3的继电器控制线包同时出现故障造成KZ1、KZ3的全部继电器触点失效时，仪器I的飞行供电电路被切断；而此时的电流可通过图中箭头指向方向，使飞行供电依次经过仪器供电II通路上的KZ2和KZ4的串联触点、通过仪器供电II通路上的KP1和KP2并联触点、通过仪器供电I通路上的KP1和KP2并联触点，最终送达至仪器供电I，实现对KZ1、KZ3继电器触电故障模式的吸收和对仪器I的飞行供电控制。

极限多度故障下电路的故障吸收及工作原理：如图3所示：根据电路原理，当出现部分多度故障时(一些特定的3度及以上故障)，本电路仍可保持正常工作，图3所示中继电器KP2、KZ1、KZ2均出现控制线包故障进而造成双刀触点控制失效、在仪器供电1一侧的KZ3、KZ4的相关触点也同时出现失效时，此时控制电路上累计出现了5处单故障点，而控制逻辑设计上仍可保证飞行供电可以通过箭头所指方向为设备1供电。此时的电流可通过图中箭头指向方向，使飞行供电依次经过仪器供电2通路上的KZ4、KZ3的串联触点、通过仪器供电2通路上的KP1单触点、通过仪器供电1通路上的KP1单触点，最终送达至仪器供电1，实现对上述5处单故障点的有效吸收和对仪器供电1的飞行供电控制。

本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知技术。

Claims (1)

1.一种基于磁保持继电器的多裕度冗余控制供配电电路，其特征在于，包括双刀磁保持继电器KP1、双刀磁保持继电器KP2、双刀磁保持继电器KZ1、双刀磁保持继电器KZ2、双刀磁保持继电器KZ3、双刀磁保持继电器KZ4；

双刀磁保持继电器KP1的一组常开触点与双刀磁保持继电器KP2的一组常开触点并联后，一端与地面供电相连，另一端与仪器供电I相连；双刀磁保持继电器KP1的另一组常开触点与双刀磁保持继电器KP2的另一组常开触点并联后，一端与地面供电相连，另一端与仪器供电II相连；

双刀磁保持继电器KZ1的一组常开触点与双刀磁保持继电器KZ3的一组常开触点并联，双刀磁保持继电器KZ2的一组常开触点与双刀磁保持继电器KZ4的一组常开触点并联，两个并联电路串联后形成第一组并串联电路；第一组并串联电路的一端与仪器供电I相连，另一端与飞行供电连接；

双刀磁保持继电器KZ1的另一组常开触点与双刀磁保持继电器KZ2的另一组常开触点并联，双刀磁保持继电器KZ3的另一组常开触点与双刀磁保持继电器KZ4的另一组常开触点并联，两个并联电路串联后形成第二组并串联电路；第二组并串联电路的一端仪器供电II相连，另一端与飞行供电连接。